RU2181408C1 - Method for soil stabilization - Google Patents

Method for soil stabilization Download PDF

Info

Publication number
RU2181408C1
RU2181408C1 RU2001103096A RU2001103096A RU2181408C1 RU 2181408 C1 RU2181408 C1 RU 2181408C1 RU 2001103096 A RU2001103096 A RU 2001103096A RU 2001103096 A RU2001103096 A RU 2001103096A RU 2181408 C1 RU2181408 C1 RU 2181408C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
aqueous solution
solutions
solution
soils
Prior art date
Application number
RU2001103096A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.С. Казаров
Е.В. Константинов
М.С. Гутенев
Original Assignee
Казаров Григорий Семенович
Константинов Евгений Валентинович
Гутенев Михаил Сергеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казаров Григорий Семенович, Константинов Евгений Валентинович, Гутенев Михаил Сергеевич filed Critical Казаров Григорий Семенович
Priority to RU2001103096A priority Critical patent/RU2181408C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2181408C1 publication Critical patent/RU2181408C1/en

Links

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

FIELD: construction, applicable for stabilization of clayey, loamy, sandy and loess soils, especially when steel constructions subjected to acid corrosion are available in the soils. SUBSTANCE: the method is accomplished as follows. First 4-2-percent aqueous solution of alkali, for example, sodium hydroxide, is introduced in the soil, then 5-3-percent aqueous solution of magnesium chloride is introduced. EFFECT: prevented acid corrosion of steel constructions being in the stabilized soil, reduced cost of the stabilization performed.

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для закрепления глинистых, суглинистых, песчаных, супесчаных и лессовых грунтов, в особенности в случае наличия в грунтах стальных конструкций, подверженных кислотной коррозии. The invention relates to the construction and can be used for fixing clay, loamy, sandy, sandy loam and loess soils, especially in the case of steel structures in the soil susceptible to acid corrosion.

Известен способ электрохимического закрепления грунта путем введения смеси 5-8%-ного водного раствора резоцина и 10-15%-ного водного раствора сульфатно-бардяного концентрата в соотношении их соответственно 1:0,8-1,2 и во вторую половину периода 15-20%-ного водного раствора формальдегида, а через катод-инъектор - в течение всего периода 2-3%-ного водного раствора бихромата натрия; производят также дополнительное нагнетание 15-20%-ного водного раствора формальдегида через нейтральный инъектор, установленный на одинаковом расстоянии от анода и катода, см. авт. св. SU 1020513, кл. E 02 D 3/12, 21.08.1981. A known method of electrochemical fixation of the soil by introducing a mixture of 5-8% aqueous solution of resocin and 10-15% aqueous solution of sulphate-distillery concentrate in a ratio of 1: 0.8-1.2 and in the second half of the period 15- 20% aqueous formaldehyde solution, and through the cathode-injector during the entire period of a 2-3% aqueous sodium dichromate solution; additional injection of a 15-20% aqueous formaldehyde solution is also carried out through a neutral injector installed at the same distance from the anode and cathode, see ed. St. SU 1020513, class E 02 D 3/12, 08.21.1981.

Недостатки этого способа состоят в небольшой глубине проникания растворов вследствие больших размеров находящихся в них полимерных частиц, а также в высокой стоимости растворимых материалов. The disadvantages of this method are the small penetration depth of the solutions due to the large size of the polymer particles contained in them, as well as the high cost of soluble materials.

Известен способ электрохимического закрепления грунта, включающий погружение в грунт электродов, подачу на них напряжения постоянного тока, введения цементирующего силикатного материала с обработкой его углекислым газом, см. авт. св. SU 1099400, кл. E 02 D 3/11, 02.07.1982. A known method of electrochemical fixation of the soil, including immersion in the soil of the electrodes, applying DC voltage to them, introducing a cementing silicate material with its treatment with carbon dioxide, see ed. St. SU 1099400, class E 02 D 3/11, 07/02/1982.

Недостатком этого способа является также малый радиус проникания цементирующего материала, что обусловлено большими размерами анионов кремниевой кислоты, а также тем, что анионы движутся к аноду против водяного потока в грунте. The disadvantage of this method is also the small radius of penetration of the cementitious material, which is due to the large size of the anions of silicic acid, as well as the fact that the anions move towards the anode against water flow in the soil.

Известен способ закрепления грунта, заключающийся в том, что поочередно вводят в грунт два раствора: силиката натрия и хлорида кальция. Растворы вводят в грунт через инъекторы или скважины, или путем пропитки сверху; возможно также введение растворов в грунт с помощью электроосмотического метода. В результате физико-химической реакции между этими растворами образуется гель кремниевой кислоты. Реакция взаимодействия между растворами происходит по схеме:
Na2OHSiO2+CaCl2+mH2О-->nSiO2(m-1)H2O+Са(ОН)2+2NaCl
образующийся гель кремниевой кислоты обусловливает закрепление грунта (Rcm до 8,0 МПа), см. А.И.Халикулов и др. Химия в строительстве, Ташкент, 1983, с. 19).
A known method of fixing the soil, which consists in the fact that two solutions are introduced into the soil in turn: sodium silicate and calcium chloride. Solutions are injected into the soil through injectors or wells, or by impregnation from above; it is also possible to introduce solutions into the soil using the electroosmotic method. As a result of a physico-chemical reaction between these solutions, a gel of silicic acid is formed. The reaction between the solutions occurs according to the scheme:
Na 2 OHSiO 2 + CaCl 2 + mH 2 O -> nSiO 2 (m-1) H 2 O + Ca (OH) 2 + 2NaCl
the resulting gel of silicic acid determines the fixation of the soil (R cm to 8.0 MPa), see A.I. Khalikulov et al. Chemistry in construction, Tashkent, 1983, p. 19).

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения. This technical solution is taken as a prototype of the present invention.

Его недостаток состоит, в основном, в малой дальности (несколько десятков сантиметров) проникания цементирующего материала, поскольку анионы кремниевой кислоты имеют большие размеры; при электроосмотическом методе введения растворов анионы кремниевой кислоты движутся к аноду против водяного потока в грунте. Поэтому данный способ (как и любые другие, связанные с силикатизацией) мало применим для мелкодисперсных грунтов (глины, суглинки и т.п.). Кроме того, силикат натрия (жидкое стекло) является искусственным материалом, что обусловливает высокую стоимость реализации способа. Its disadvantage consists mainly in the short range (several tens of centimeters) of penetration of the cementing material, since the anions of silicic acid are large; In the electroosmotic method of introducing solutions, silicic acid anions move towards the anode against water flow in the soil. Therefore, this method (like any other associated with silicatization) is of little use for finely dispersed soils (clays, loams, etc.). In addition, sodium silicate (water glass) is an artificial material, which leads to a high cost of implementing the method.

Также существенным недостатком прототипа является значительное изменение обработанного грунта в сравнении с первоначальным (усадка). Also a significant disadvantage of the prototype is a significant change in the treated soil in comparison with the original (shrinkage).

В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания эффективного и сравнительно недорогого способа закрепления мелкодисперсного грунта, в особенности, при наличии в нем стальных конструкций, подверженных кислотной коррозии, а также существенное уменьшение усадки отрабатываемого грунта. The present invention is based on the solution of the problem of creating an effective and relatively inexpensive method of fixing finely dispersed soil, in particular, in the presence of steel structures susceptible to acid corrosion, as well as a significant reduction in shrinkage of the processed soil.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе закрепления грунта, заключающемся в поочередном введении в грунт двух растворов, сначала вводят 4-20%-ный водный раствор щелочи, например гидроксида натрия, а затем вводят 5-30%-ный водный раствор хлорида магния. According to the invention, this problem is solved due to the fact that in the method of fixing the soil, which consists in alternately introducing into the soil two solutions, first a 4-20% aqueous solution of alkali, for example sodium hydroxide, is introduced, and then 5-30% aqueous magnesium chloride solution.

Происходит следующая химическая реакция:
NaOH+MgCl22O-->xMgO•yH2O•zMgCl2+NaCl
Получается продукт, цементирующий грунт и имеющий сложный состав, характеризуемый переменными значениями x, y, z.
The following chemical reaction occurs:
NaOH + MgCl 2 + H 2 O -> xMgO • yH 2 O • zMgCl 2 + NaCl
It turns out a product cementing the soil and having a complex composition, characterized by variable values of x, y, z.

Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленному изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна". The applicant has not identified technical solutions identical to the claimed invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Предложенный способ обладает важным, принципиально новым свойством: цементообразующими ионами являются катионы небольшого размера с высокой подвижностью в грунте. При механическом введении растворов в грунт с малыми порами небольшие по размеру катионы легко проникают на большое расстояние от места их введения (инъектирования, полива). The proposed method has an important, fundamentally new property: cement-forming ions are small cations with high mobility in the soil. With the mechanical introduction of solutions into the soil with small pores, small-sized cations easily penetrate a large distance from the place of their introduction (injection, irrigation).

При электроосмотическом введении растворов катионы движутся к катоду вместе с потоком воды (а не против потока), что способствует их прониканию на большое расстояние от электрода. Кроме того, следует подчеркнуть, что хлорид магния (бишофит) широко распространен в природе и весьма недорог, что многократно удешевляет стоимость реализации способа. Введение раствора щелочи перед введением хлорида магния предотвращает кислую коррозию находящихся в грунте стальных конструкций. Объем обрабатываемого грунта практически не изменяется. With the electroosmotic introduction of solutions, cations move toward the cathode together with the water flow (and not against the flow), which facilitates their penetration over a large distance from the electrode. In addition, it should be emphasized that magnesium chloride (bischofite) is widespread in nature and very inexpensive, which greatly reduces the cost of implementing the method. The introduction of an alkali solution before the introduction of magnesium chloride prevents acid corrosion of steel structures in the ground. The volume of cultivated soil remains virtually unchanged.

Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии отличительных признаков настоящего изобретения на достигаемый технический результат, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень". The applicant has not identified any sources of information containing information about the influence of the distinguishing features of the present invention on the achieved technical result, which determines, according to the applicant, the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность предлагаемого способа поясняется следующими примерами (лабораторными). The essence of the proposed method is illustrated by the following examples (laboratory).

Пример 1. Суглинок тяжелый, пылеватый, ленточный, мягкопластичный, текучий. Example 1. Loam is heavy, silty, tape, soft, fluid.

Пористость грунта - 0,5;
природная влажность W - 0,394;
плотность грунта ρ - 1,32 т/м3;
объемная влажность - 0,52;
коэффициент фильтрации Кф - 2,0•10-5 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 6 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,05 кг/см2.
The porosity of the soil is 0.5;
natural humidity W - 0.394;
soil density ρ - 1.32 t / m 3 ;
volumetric humidity - 0.52;
filtration coefficient K f - 2.0 • 10 -5 m / day;
angle of internal friction φ - 6 degrees;
soil compressive strength C - 0.05 kg / cm 2 .

Закрепление образца грунта размерами 15•9•9 см3 проводилось с помощью электроосмотического введения растворов при напряженности электрического поля 1-2 В/см.The soil sample was fixed with dimensions of 15 • 9 • 9 cm 3 using electroosmotic injection of solutions at an electric field strength of 1-2 V / cm.

Вначале вводился 4%-ный водный раствор NaOH в объеме 270 мл. Через сутки вводился 5%-ный водный раствор MgCl2 в объеме 330 мл. Через 2 суток электрический ток отключали, при этом грунт продолжал набирать прочность еще в течение 3 суток. Затем проводились испытания обработанного грунта на прочность. Получены следующие результаты:
С - 4,9 кг/см2; φ - 22 град.
Initially, a 4% aqueous NaOH solution was introduced in a volume of 270 ml. After a day, a 5% aqueous solution of MgCl 2 was introduced in a volume of 330 ml. After 2 days, the electric current was turned off, while the soil continued to gain strength for another 3 days. Then, tests of the treated soil for strength were carried out. The following results were obtained:
C - 4.9 kg / cm 2 ; φ - 22 deg.

Пример 2. Песчаный грунт. Example 2. Sandy soil.

Пористость - 0,3;
природная влажность W - 0,344;
плотность грунта ρ - 1,53 т/м3;
объемная влажность - 0,53;
коэффициент фильтрации Кф - 3,1•10-4 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 7 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,05 кг/см2.
Porosity - 0.3;
natural humidity W - 0.344;
soil density ρ - 1.53 t / m 3 ;
volumetric humidity - 0.53;
filtration coefficient K f - 3.1 • 10 -4 m / day;
angle of internal friction φ - 7 degrees;
soil compressive strength C - 0.05 kg / cm 2 .

Обработка образца грунта массой 1860 г проводилась путем последовательного инъектирования 20%-ного водного раствора NaOH (170 г) и 30%-ного водного раствора MgCl2 (190 г). Растворы вводились непосредственно один за другим. Затем в течение 3 суток грунт набирал прочность. Получены следующие результаты:
С - 6,1 кг/см2; φ - 25 град.
The processing of a soil sample weighing 1860 g was carried out by sequential injection of a 20% aqueous solution of NaOH (170 g) and a 30% aqueous solution of MgCl 2 (190 g). Solutions were administered directly one after another. Then within 3 days the soil gained strength. The following results were obtained:
C - 6.1 kg / cm 2 ; φ - 25 deg.

Пример 3. Суглинок легкий, пылеватый, слоистый мягкопластичный. Example 3. Loam is light, dusty, layered, soft plastic.

Пористость грунта - 0,4;
природная влажность W - 0,278;
плотность грунта ρ - 1,52 т/м3;
объемная влажность - 0,42;
коэффициент фильтрации Кф - 4,0•10-5 м/сутки;
угол внутреннего трения φ - 9 град;
прочность грунта на сжатие С - 0,07 кг/см2.
The porosity of the soil is 0.4;
natural humidity W - 0.278;
soil density ρ - 1.52 t / m 3 ;
volumetric humidity - 0.42;
filtration coefficient K f - 4.0 • 10 -5 m / day;
angle of internal friction φ - 9 degrees;
soil compressive strength C - 0.07 kg / cm 2 .

Обработка образца грунта размерами 15•9•9 см3 проводилась с помощью электроосмотического введения растворов при напряженности электрического поля 1-2 В/см.Processing the soil sample with dimensions of 15 • 9 • 9 cm 3 was carried out using electroosmotic injection of solutions at an electric field strength of 1-2 V / cm.

Сначала вводили 10%-ный водный раствор NaOH в объеме 110 мл. Через сутки вводили 15%-ный водный раствор MgCl2 в объеме 110 мл. Через 2 суток электрический ток отключали, грунт набирал прочность еще 3 суток. Получены следующие результаты:
С - 5,1 кг/см2; φ - 24 град.
First, a 10% aqueous NaOH solution was introduced in a volume of 110 ml. After a day, a 15% aqueous solution of MgCl 2 was introduced in a volume of 110 ml. After 2 days, the electric current was turned off, the soil was gaining strength for another 3 days. The following results were obtained:
C - 5.1 kg / cm 2 ; φ - 24 deg.

Способ осуществляется с использованием обычного оборудования и доступных материалов, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию "промышленная применимость". The method is carried out using conventional equipment and available materials, which determines, according to the applicant, his compliance with the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Способ закрепления грунта, заключающийся в поочередном введении в грунт двух растворов, отличающийся тем, что сначала вводят 4-20%-ный водный раствор щелочи, например, гидроксида натрия, а затем вводят 5-30%-ный водный раствор хлорида магния. The method of fixing the soil, which consists in the alternate introduction of two solutions into the soil, characterized in that a 4-20% aqueous solution of alkali, for example sodium hydroxide, is first introduced, and then a 5-30% aqueous solution of magnesium chloride is introduced.
RU2001103096A 2001-01-25 2001-01-25 Method for soil stabilization RU2181408C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001103096A RU2181408C1 (en) 2001-01-25 2001-01-25 Method for soil stabilization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001103096A RU2181408C1 (en) 2001-01-25 2001-01-25 Method for soil stabilization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2181408C1 true RU2181408C1 (en) 2002-04-20

Family

ID=20245547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001103096A RU2181408C1 (en) 2001-01-25 2001-01-25 Method for soil stabilization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2181408C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БРОНШТЕЙН Б.Е. Закрепление тяжелых лессовидных суглинков с нарушенной структурой методом электросиликатизации. Материалы к УI Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. - М.: изд-во Московского университета, 1968, с.318-322. *
ХАЛИКУЛОВ А.И. и др. Химия в строительстве. Ташкент: Стройиздат, 1983, с.19. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Puppala et al. Enhanced electrokinetic remediation of high sorption capacity soil
Asavadorndeja et al. Electrokinetic strengthening of soft clay using the anode depolarization method
Ozkan et al. Electrokinetic stabilization of kaolinite by injection of Al and PO43− ions
Segall et al. Electroosmotic contaminant-removal processes
KR101030761B1 (en) Cememtation of soft ground using bacteria
Shainberg et al. Response of sodic soils to gypsum and calcium chloride application
Esumi et al. Adsorption of sodium dodecyl sulfate on hydrotalcite and adsolubilization of 2-naphthol
DE69014036T2 (en) Process for sealing permeable loose rock.
Di Emidio et al. Advances in geosynthetic clay liners: polymer enhanced clays
Al-Kiki et al. Strength, durability and hydraulic properties of clayey soil stabilized with lime and industrial waste lime
Moayedi et al. Shear strength parameters of improved peat by chemical stabilizer
Thyagaraj et al. Laboratory investigations of in situ stabilization of an expansive soil by lime precipitation technique
US5616235A (en) Electrochemical stabilization of soils and other porous media
Moayedi et al. Optimizing stabilizers enhanced electrokinetic environment to improve physicochemical properties of highly organic soil
RU2181408C1 (en) Method for soil stabilization
RU2181409C1 (en) Method for soil stabilization
CN108239974A (en) A kind of method of flyash stabilized expansive soil
Moayedi et al. Peaty soil improvement by using cationic reagent grout and electrokintic method
KR102345422B1 (en) Admixture of water-repellent impregnated natural zeolite and method for preparing the same
US4647259A (en) Sealing ponds and reservoirs by natural materials
JPH046753B2 (en)
Zelić et al. Bromide induced adsorption of lead ions on mercury electrodes
Wu et al. Solidification of fluviatile-lacustrine facies silt with ionic soil stabilizer
CZ264390A3 (en) Device for electrokinetic removal of salts from masonry
US5624208A (en) Process for sealing soil formations